第4章
生物化学家的培养

女性也可以成为科学家

珍妮弗·杜德纳后来会与詹姆斯·沃森见面，时而还与沃森共事，能看到沃森复杂个性的方方面面。从某种程度上说，沃森如同一位学术教父，至少在他谈论原力的黑暗面之前，可谓当之无愧。（正如帕尔帕廷议长对阿纳金·天行者所说的：“原力的黑暗面是一条道路，引人获得多项能力。有人认为，这些能力有悖正道。” ）

但是，在杜德纳还是一名六年级学生时，她首次读到沃森的书，当时她的反应要简单明了得多。受到沃森的作品的启发，杜德纳意识到，拨开自然之美的层层面纱——用她的话说，就是发现“万物最为根本、最为内在的作用方式和原因”——并非遥不可及。生命由分子组成。此类分子的化学成分和结构决定了生命行为。

该书也激发了杜德纳的意识，促使她认为，科学可以趣味无穷。杜德纳之前读的所有科学类图书均配有图片。“在这些图片中，毫无情感的人物身着实验服，戴着护目镜。”但是，《双螺旋》一书配有一张更加充满生气的图片。杜德纳说：“这张图片令我意识到，科学可以如同破解一个引人入胜的谜题，你在这里找到些许线索，在那里发现蛛丝马迹。成功之后，你会激动万分，兴奋不已。”沃森、克里克和富兰克林的故事既含有竞争，又包括合作，既描写了数据与理论共舞，又展现了一场与竞争对手的实验室之间的激烈角逐。这一切在杜德纳儿时的内心引发了共鸣，乃至在其整个职业生涯中持续回响。 ¹

在高中，杜德纳曾获得一次机会，开展与DNA相关的生物实验，其中包括破碎鲑鱼精细胞并用玻璃棒搅拌。杜德纳受到了两个人的鼓舞——一名活力四射的化学老师和一位女士。后者开设过讲座，解释了细胞癌变的生物学原因。杜德纳说：“我深受鼓舞，更加坚信女性也可以成为科学家。”

在童年时期，杜德纳对熔岩洞内的蜘蛛、一碰就卷缩的含羞草，以及能够癌变的人类细胞颇感兴趣。这些兴趣基于一个共同因素而相互交织：它们均与双螺旋“侦探故事”息息相关。

杜德纳下定决心，要在大学学习化学。但是，与当时的诸多女性科学家一样，杜德纳遭遇了重重阻力。学校指导老师是一位年长的日裔美国人，想法传统。杜德纳向这位指导老师说明了自己的大学目标，而他用低沉急促的声音说：“不行，不行，不行。”杜德纳看着他，一言不发。这位指导老师坚决表示：“女孩儿不适合搞科研。”他甚至劝阻杜德纳，不要参加美国大学理事会的化学科目考试。他问杜德纳：“你真的知道那是什么考试吗？你真的知道考试是为了什么吗？”

杜德纳回忆道：“那段经历令我深感受伤。”但是，此段经历也让她下定了决心。她记得她告诉自己：“我要搞科研。我要证明给你看。我如果想搞科研，就一定要做到。”她申请到美国加利福尼亚州波莫纳学院就读，该学院可提供优质的化学与生物化学课程。杜德纳最终被波莫纳学院录取，于1981年秋季报到入学。

波莫纳学院

最初，杜德纳并不高兴。由于此前在学校跳了一级，现在杜德纳只有17岁。她回忆道：“突然之间，我成为巨大池塘中的一条小鱼。我怀疑自己是否具有学习化学所需的能力。”她想念家乡，再次迷失了自我。她的许多同学来自南加利福尼亚州的家庭，家境富裕，拥有自家的汽车，而杜德纳依靠奖学金和兼职工作支付生活费。在那段日子里，打电话回家花费不菲。杜德纳说：“我家并不富裕，父母让我拨打对方付款的电话，但是一个月只能打一次。”

下决心主攻化学后，杜德纳开始怀疑自己能否学好化学。也许，自己的高中指导老师说得没错。在普通化学课上，班上有200名学生，其中大多数在大学先修课程化学考试中取得了5分的成绩。 杜德纳说：“面对这种情况，我开始怀疑我是否好高骛远，给自己设定了无法实现的目标。”杜德纳喜爱竞争，但如果她仅会成为一名普通的学生，那么对她而言，该领域几乎毫无吸引力。她说：“我当时想，‘如果我不努力成为化学领域的顶尖人物，那我就不想成为化学家了’。”

杜德纳考虑过更改专业，学习法语。她回忆道：“我就此同我的法语老师聊了聊。她问我学的是什么专业。”杜德纳回答说是化学，于是法语老师告诉她要坚持学下去。杜德纳说：“她的态度非常坚决。她说，‘如果你的专业是化学，你将能够做各种各样的事情。如果你选择法语专业，你仅能成为一名法语老师’。” ²

大学第一年的暑假，杜德纳在父母的好友唐·赫姆斯的实验室获得了一份工作，她的前景变得光明了。唐·赫姆斯是夏威夷大学生物学教授，曾带杜德纳漫步大自然。赫姆斯曾使用电子显微镜研究细胞内部化学物质的活动。赫姆斯回忆道：“珍妮弗对使用显微镜观察细胞内部、研究细小分子的作用极为着迷。” ³

赫姆斯当时也在研究小型贝类进化。他是一位积极活跃的水肺潜水员，会采集大量最小贝类的样本。样本体积极小，几乎需要用显微镜才能看清。赫姆斯的学生会帮他将样本放入松脂中，随后切片，将其放在电子显微镜下进行分析。杜德纳说：“他教会我们如何使用各类化学试剂，将样本染成不同颜色，进而帮助我们观察贝类的进化过程。”生平第一次，杜德纳有了自己的实验室记录本。 ⁴

在学院的化学课上，同学们按部就班地完成了大多数实验，他们需要严格遵守规定，这样就能得到一个正确答案。杜德纳说：“在唐的实验室，工作内容与学校实验截然不同。与课堂不一样的是，我们并不知道应该得到什么样的答案。”因此，在赫姆斯实验室工作的杜德纳能体会到由发现所带来的激动之情。这也能帮助她明白如何成为科学家群体的一员，即取得进步，拼凑组合，从而发现自然的运作方式。

杜德纳于秋天返回波莫纳学院。她结交了朋友，更好地适应了校园生活，对自己学习化学的能力更有信心。作为勤工俭学项目的一部分，杜德纳在学院的化学实验室承担一系列工作。其中大多数工作对她毫无吸引力，因为这些工作和探索化学如何与生物学交叉毫无关联。但是大三结束后，情况发生了改变。生物化学教授莎伦·帕纳申科（Sharon Panasenko）是杜德纳的导师，杜德纳于是在导师的实验室得到了一份暑期工作。杜德纳说：“当时，大学中的女性生物化学家的处境更为困难。我之所以欣赏她，不仅因为她是一名出色的科学家，也因为她是榜样。” ⁵

帕纳申科当时正在研究一个课题，而该课题与杜德纳感兴趣的内容一致。杜德纳对活细胞机制颇感兴趣，即土壤中的某些细菌如何沟通，进而在缺乏营养的情况下彼此接合。这些细菌会形成一个菌群，名叫“子实体”（fruiting body）。数百万细菌会通过发送化学信号，确定如何聚合。帕纳申科将杜德纳纳入麾下，帮助自己弄清此类化学信号的作用原理。

帕纳申科告诉杜德纳：“我必须提醒你，在我的实验室里，一名技术员已经对这些细菌进行了6个月的研究，他目前还未成功。”杜德纳并未选择在普通培养皿中培育细菌，而是使用大型烤盘。一天晚上，杜德纳将盛有细菌的烤盘放入了恒温箱，她回忆道：“第二天，我进入实验室，揭开缺乏营养的烤盘上的锡纸，眼前的一幕令我震惊。我看到了美丽绝伦的结构！”它们看起来像小足球。其他技术员在这一工作上铩羽而归，而她则取得了成功。她说：“那是一个令人难以置信的时刻。我因此认为，我能搞科研。”

实验室获得的具有说服力的结果，帮助帕纳申科成功在《细菌学杂志》（Journal of Bacteriology）上发表了一篇研究论文。在论文中，帕纳申科向“提供基础观察，从而为本项目做出重大贡献”的四名实验室助手致谢，杜德纳便是其中之一。这是杜德纳的名字首次出现在科学期刊上。 ⁶

哈佛大学

尽管在物理化学班级中，杜德纳是尖子生，但到要进入研究生院时，她最初并未考虑哈佛大学。但是杜德纳的父亲鼓励她申请哈佛大学。杜德纳恳求父亲道：“求您了，爸爸，我永远进不了哈佛。”父亲回复说：“你如果不申请，就肯定进不了。”杜德纳最终被哈佛大学录取，学校甚至为她提供了一笔丰厚的奖学金。

杜德纳用从波莫纳学院勤工俭学项目中省下的钱，利用暑假部分时间在欧洲旅游。1985年7月旅行结束，她立刻前往哈佛大学，以便在开学前投入工作。与其他大学一样，哈佛大学要求化学专业的研究生每学期必须在一位不同的教授的实验室工作。这种轮转的目的在于，帮助学生学习不同技术，随后选择实验室，完成论文研究。

罗伯托·考尔特（Roberto Kolter）是研究生项目带头人。杜德纳打电话给考尔特，询问自己能否从他的实验室开始轮转。考尔特是一位年轻的西班牙细菌专家，拥有灿烂的笑容，一头秀丽的头发，戴着无框眼镜，说话时充满活力。他的实验室人员来自世界各地，其中有许多来自西班牙或拉美，他们年轻有为，政治上表现活跃，杜德纳为此深感震撼。她说：“媒体一直用高龄白人男性来呈现科学家的形象，我深受此影响。所以我认为，在哈佛大学，我会与这类人共事。这与我在考尔特实验室的经历大相径庭。”从CRISPR到冠状病毒，杜德纳随后的学术生涯将反映出现代科学的全球特性。

考尔特为杜德纳分配了任务，安排她研究细菌如何生成对其他细菌具有毒性的分子。杜德纳负责克隆细菌的基因（准确复制其DNA），检测基因功能。她想使用一种新方法建立流程，但是考尔特认为这种方法不会成功。杜德纳坚持了自己的观点，并加以践行。她告诉考尔特：“我用我的方法完成了研究，获得了克隆基因。”考尔特虽然感到意外，但依然表示支持。此举帮助杜德纳消除了潜藏在内心的不安。

杜德纳最终决定，在杰克·绍斯塔克（Jack Szostak）的实验室进行论文研究。绍斯塔克是哈佛大学的一名生物学家，是一位学术多面手，当时正在研究酵母DNA。绍斯塔克是波兰后裔，是一名加拿大裔美国人，是哈佛大学分子生物系的年轻天才之一。即使身为实验室主管，绍斯塔克依然不离实验台，继续完成科学工作。因此，杜德纳能够观看绍斯塔克做实验，听他讲解思维过程，欣赏他如何冒险。杜德纳意识到，绍斯塔克的聪明才智的关键在于，他有能力以超乎寻常的方式，在不同领域之间建立联系。

杜德纳开展的实验帮助她瞥见，基础科学如何能转化为应用科学。酵母细胞能够非常高效地汲取DNA片段，将其与自身基因组合。为充分利用这一实际情况，杜德纳展开了方法研究。针对末尾序列与酵母序列匹配的DNA链，杜德纳使用基因工程技术进行了改造。通过少量电击，杜德纳在酵母细胞壁上打开了一条狭窄的通道，使自己制成的DNA扭动进入，与酵母DNA重组。由此，她制成了一种可以编辑酵母基因的工具。 hCZI7hsyqRJiWCMg3/YR+sUFzYcavau7GbpZrivKWfcZnOD9B8+PFHg9DISY+1++